Содержание
Введение 3
1. Тактика тушения пожаров в зданиях повышенной этажности 5 1.1. Общая оперативно-тактическая характеристика зданий
повышенной этажности 5
1.2. Боевые действия по тушению пожаров 7
1.3. Спасание людей 8
2. Тактика тушения пожара на объектах с массовым пребыванием людей
14 2.1. Особенности развития и тушения пожара в зданиях 14 2.2. Прогнозирование и оценка пожарной обстановки в зданиях 17 2.3. Средства, способы и приемы тушения пожаров 21 2.4. Организация спасательных работ при пожарах в зданиях с массовым пребыванием людей
25 2.5. Основные требования норм и правил, предъявляемым к зданиям с массовым пребыванием людей
32 3. Статистика по пожарам и анализ пожарной опасности в гостиничных
комплексах 33
3.1. Анализ пожаров в гостиницах (мировая статистика) 33 3.2. Анализ пожаров, произошедших в г.Астана за 2014 год 35 3.3. Анализ проведенных аварийно-спасательных работах за 2014 год
подразделениями ГУ «СП и АСР» ДЧС г.Астана 36
4. Характеристика объекта в оперативно-тактическом отношении 40 4.1. Оперативно-тактическая характеристика объекта 40
4.2. Наружное противопожарное водоснабжение 45
4.3. Пожарная опасность веществ и материалов 45
4.4. Групповая гибель людей при пожарах 47
4.5. Выбор огнетушащих средств 49
4.6. Мероприятия по спасению и эвакуации 50
5. Организация тушения пожара в гостинице «Мариот» 52 5.1. Расчет параметров пожара, сил и средств при возможном пожаре на пятом этаже гостиницы
52
5.2. Спасение людей способом выноса на руках 57
5.3. Спасение людей при помощи эластичного рукава, коленчатого
подъемника, автолестницы 59
5.4. Спасание людей при помощи спасательной веревки 61
5.5. Организация тушения пожара 63
6. Оценка пожарных подразделений по реализации тактических 66
возможностей по спасению людей
6.1. Результаты экспериментов по спасанию людей из зданий 66 7. Экономическое обоснование принятых решений 74 8. Охрана труда и техника безопасности при тушении пожаров 76
Заключение 78
Используемая литература 79
Введение
Одной из важнейших составляющих общей безопасности в мире является пожарная безопасность. Под ней понимают такое состояние объекта, при котором минимизируется вероятность возникновения пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей. Под объектом здесь понимается здание и сооружение (независимо от назначения), наружная установка, транспортное средство, места открытого хранения материалов, в пределах которых возможно присутствие людей и (или) материальных ценностей с учетом технологических процессов, оборудования, изделий.
Пожарная безопасность должна обеспечиваться системами предотвращения пожаров и противопожарной защиты.
Первая состоит из комплекса организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение возможности возникновения пожара. Вторая включает в себя комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него.
Многочисленные исследования, проводимые как у нас в стране, так и за рубежом, отмечают всё возрастающий рост пожарной опасности. Пожарная опасность сопровождает или вызывает другие виды опасностей, пожары превращаются в одну из главных опасностей человечества.
В мире ущерб от пожаров составляет десятки миллиардов долларов, ежегодно погибают до 70 тыс. человек, в огне гибнут исторические и культурные ценности. Поэтому пожары начинают сравнивать с "малыми войнами" XX в. Однако "малые войны" начинаются и кончаются, а пожарные потери ежегодны - этакая непрерывная "малая война" с огнем. Например, за время войны во Вьетнаме США потеряли убитыми 46 тыс. человек. За это же время в этой стране от пожаров погибло 144 тыс. человек. За время войны в Афганистане СССР потерял убитыми 15 тыс. солдат и офицеров. В этот же период времени в результате пожаров погибло около 100 тыс. граждан.
При определении ущерба от аварий, пожаров, взрывов в соответствии с установленным порядком учитывается, в основном, лишь стоимость материальных ценностей, уничтоженных или поврежденных непосредственно пожарами, взрывами, а полный экономический ущерб определяется расчетно.
Исследования показали, что косвенный ущерб в 7-10 раз превышает прямой (без учета потерь, связанных с гибелью и травмированием людей).
Ликвидация последствий аварий, пожаров, взрывов, катастроф требует больших материальных, денежных, людских ресурсов.
В настоящее время создаются технические системы, совокупное
действие которых способствует повышению уровня риска в жизни людей.
Многие ученые отмечают, что в последние годы в техносфере в целом происходит непрерывное снижение уровня безопасности. Поэтому от 70 до 80 % современных аварий, взрывов, пожаров, катастроф происходит по вине людей: из-за их халатности, невнимательности, некомпетентности. Это, прежде всего, означает, что современный человек оказался неподготовленным психологически и физиологически к жизни в современных опасных для жизни условиях.
Для адекватного реагирования на складывающуюся оперативную обстановку с пожарами постоянно изменяются и расширяются задачи и функции противопожарной службы, которая в настоящее время представляет собой наиболее подготовленную, технически оснащенную и мобильную экстренную службу.
Объектом дипломного проекта является гостиница «Мариот» г.
Астана, который является объектом с массовым пребыванием людей.
Целью данного проекта является анализ пожаров, произошедших на подобных объектах, мировая статистика, организация эвакуационных и спасательных работ в случае возможного возникновения пожара в гостинице, боевые действия личного состава гарнизона ДЧС г. Астана.
Задачами данного проекта являются:
всесторонний анализ пожаров, произошедших в г. Астана, на территории Республики Казахстан, мировая статистика;
изучение оперативно-тактической характеристики объекта;
тактика тушения пожара в зданиях с массовым пребыванием людей и в зданиях повышенной этажности;
проведение расчета потребного количества сил и средств для проведения спасательных работ и ликвидации пожара;
определение экономических затрат, в случае возможного ЧС.
1. Тактика тушения пожаров в зданиях повышенной этажности
1.1. Общая оперативно-тактическая характеристика зданий повышенной этажности
Гражданские здания высотой от 10 до 25 этажей относят к зданиям повышенной этажности. Они имеют конструкции из несгораемых материалов с большими пределами огнестойкости. По своему планировочному решению жилые и общественные здания могут быть одно- и многосекционными.
Конструктивное и объемно-планировочное решение этих зданий и лестнично-лифтовых узлов в них обеспечивает незадымляемость путей эвакуации людей при пожарах, пропускную способность лестничных клеток и коридоров для эвакуации людей и боевой работы по тушению пожаров.
Незадымляемость лестничных клеток создается подпором воздуха в них или устройством поэтажных выходов из них через наружную открытую зону по балконам или лоджиям на этажи зданий. В многосекционных зданиях для эвакуации людей предусматривают переходы из квартир в квартиру по балконам в другую секцию, по пожарным лестницам, соединяющим балконы, начиная с 5 этажа и выше или через наружную эвакуационную лестницу, расположенную в торце здания.
В зданиях повышенной этажности устраивают инженерные системы для обеспечения условий успешной эвакуации людей и тушения пожаров. К ним относятся системы подпора воздуха в лестничных клетках, пуск которых осуществляется автоматически с помощью датчиков и дистанционно от кнопок, установленных на каждом этаже у пожарных кранов. В жилых и общественных зданиях предусматривают системы удаления дыма из коридоров каждого этажа. Открывание их клапанов и пуск вентиляторов осуществляется автоматически и дистанционно из шкафов пожарных кранов.
В ранее построенных зданиях существуют системы удаления дыма из лифтовых шах и лестничных клеток.
Противопожарная защита зданий повышенной этажности постоянно совершенствуется. Современные устройства противопожарной защиты зданий еще недостаточно совершенны, не всегда находятся в состоянии постоянной готовности при возникновении пожаров.
Для эвакуации людей в условиях пожара в общественных зданиях повышенной этажности, в зданиях гостиниц и общежитии предусматривают системы оповещения о пожаре и управления эвакуацией.
Тушение пожаров и проведение спасательных работ в зданиях предусматривается требованиями СНиП "Устройство наружных пожарных лестниц и обеспечение других способов подъема пожарных подразделений и пожарной техники на этажи и на кровлю зданий, в том числе устройство лифтов, имеющих режим "перевозки пожарных подразделений".
Гражданские здания повышенной этажности оборудуют внутренними противопожарными водопроводами. В зависимости от этажности и высоты здания внутренние противопожарные водопроводы разделяют на зоны.
Расход воды для жилых зданий, общежитии и общественных зданий, а также театрально-зрелищных учреждений, принимают согласно СНиП. На внутренней сети противопожарного водопровода каждой зоны зданий высотой 17 этажей и более предусматривают установку наружных патрубков (не менее 2) для подключения пожарных автомобилей.
В зданиях повышенной этажности при возникновении пожаров характерно быстрое задымление вышерасположенных этажей и лестнично- лифтовых узлов, а также интенсивное распространение огня в пределах этажей, особенно при коридорной планировке и по системам инженерных коммуникаций, облицовке из горючих материалов и оборудованию в верхние этажи. Этому способствуют повышенное влияние ветра, значительные перепады давления воздуха внутри и снаружи за счет большой высоты зданий.
Происшедшие пожары и опыты показали, что при возникновении их в первом-третьем этажах 12-16-этажных зданий через 5-6 мин с момента возникновения продукты сгорания распространяются по всей лестничной клетке, а уровни задымления таковы, что не позволяют людям находиться без защиты органов дыхания.
Через 15-20 мин от начала пожара огонь может распространиться вверх по балконам, лоджиям, оконным переплетам и через оконные и дверные проемы перейти в помещения вышерасположенных этажей.
При пожаре на пятом этаже в здании повышенной этажности температурный режим показан на рис. 1.1. При этом около 4000 м3/ч продуктов горения поступает в лестничную клетку. При вскрытии остекления квартиры схема газообмена несколько изменяется, т.е. скорость движения и количество продуктов горения увеличивается, поэтому температура в межквартирном коридоре и дверном проеме лестничной клетки повышается особенно в верхней его части. По высоте лестничной клетки в пределах двух-трех этажей от уровня пожара создается как бы "тепловая подушка" с температурой среды 100-150°С, преодолеть которую без средств индивидуальной защиты органов дыхания невозможно.
Рис. 1.1 Температурный режим пожара в нижней зоне здания (2 этаж)
1,2- температура в квартире; 3,4- температура в прихожей 5,6- температура в коридоре; 7,8- температура на лестничной клетке пятого этажа.
Плотное задымление лестнично-лифтовых узлов создает трудности для проведения разведки и спасательных работ. Независимо от того, в какой зоне многоэтажного здания возник пожар (нижней или верхней), создаются сложные условия для борьбы с ним.
Пожары в зданиях повышенной этажности могут распространяться с этажа на этаж через проемы перекрытий в местах прохода различных коммуникаций:
водопровода, канализации, электрокабелей, вентиляции.
1.2. Боевые действия по тушению пожаров
Во многом зависят от места возникновения пожара. Если пожар произошел в нижних этажах, то пожарные подразделения могут быстро ввести огнетушащие средства в очаг горения и на путях его распространения.
Но при этих условиях в опасной зоне может оказаться большое число людей, для эвакуации которых потребуется значительное количество пожарных подразделений и специальных средств. При возникновении пожаров в верхних этажах огонь создает меньшую угрозу распространения по зданию, но при этом затрудняет введение средств тушения на значительные высоты, а также усложняет условия проведения спасательных работ с горящих и вышерасположенных этажей.
В многоэтажных зданиях по решению РТП разведку пожара могут осуществлять разведывательно-спасательными группами, которые могут состоять не менее чем из 4-5 человек. Это обуславливается тем, что при проведении разведки одновременно осуществляют поисково-спасательные работы и тушение пожара. В зависимости от планировки зданий, наличия лестничных клеток и обстановки на пожаре разведку организуют в нескольких направлениях. Разведывательно-поисковые группы должны иметь при себе средства индивидуальной защиты, переносные радиостанции, переговорные устройства, спасательную веревку длиной 50-60 м или 30- метровые из расчета одна веревка на 5 этажей, приборы освещения. Во всех случаях у входа в здание выставляют пост с радиостанцией для передачи приказаний РТП прибывающим на пожар подразделениям и других его распоряжений. Основной задачей разведывательно-спасательных групп в первую очередь является определение угрозы людям на горящих и вышерасположенных этажах зданий.
В процессе разведки РТП должен выяснить у представителей администрации число людей, оставшихся в здании, какие меры приняты по их эвакуации. Используя системы оповещения о пожаре и управления эвакуацией, он должен предупредить панику среди людей, оставшихся в здании. При отсутствии указанных систем применяют электромегафоны и громкоговорящие кратчайшие пути эвакуации людей с горящих, выше- и нижерасположенных этажей по незадымляемым лестничным клеткам, в смежные незадымляемые помещения через балконы и лоджии, на покрытия
здания с последующим переходом в безопасные места и т.п. Выясняют возможность использования автолестниц, коленчатых подъемников и других спасательных средств и места их установки, основные пути распространения огня и продуктов сгорания по зданию. Уточняют, включены ли пожарные насосы внутренних противопожарных водопроводов, можно ли использовать стационарные средства тушения пожаров, удаления дыма и снижения температуры, приведены ли в действие системы противопожарной защиты и какова их эффективность. Определяют возможность использования лифтов для подъема личного состава и пожарно-технического вооружения на верхние этажи.
1.3. Спасание людей
Эвакуационные и спасательные работы проводят с учетом обстановки на пожаре, наличия сил и средств и психологического состояния людей.
Определяя количество дополнительных сил и средств, РТП должен оценить, какая обстановка на пожаре может сложиться к моменту прибытия и включения их в боевую работу.
Спасательные работы в случае угрозы жизни людей следует начинать немедленно и привлекать для этого максимально возможное количество сил и средств. Эвакуацию и спасание людей организуют и проводят следующими способами: вывод (вынос) людей в безопасные места из зданий или внутри зданий; эвакуация людей по лестничным клеткам и наружным эвакуационным лестницам, а также через наружные переходы (лоджии, балконы) из секции в секцию, через балконные лестницы на ниже- и вышерасположенные этажи; спасание людей с применением автолестниц, коленчатых подъемников, штурмовых и выдвижных лестниц, спасательных веревок, индивидуальных спасательных устройств, спасательных рукавов.
Для спасания людей используют крыши соседних зданий с последующим переводом людей в лестничные клетки и из здания.
При массовой эвакуации по лестничным клеткам и переходам на путях эвакуации выставляют пожарных, которые должны обеспечить быстрое и организованное продвижение людей к выходам и не допустить паники.
При спасании людей из зданий повышенной этажности можно использовать массовое применение пожарных автолестниц, коленчатых автоподъемников, выдвижных и штурмовых лестниц, спасательных рукавов, веревок и одновременно вывод и вынос пострадавших по коридорам и маршевым лестницам звеньями и отделениями ГДЗС. Выдвижные пожарные лестницы устанавливают со стилобатов и перепадов крыши сблокированных корпусов зданий, примыкающих к горящему, а штурмовые лестницы при необходимости подвешивают последовательно одна за другой по "цепочке", начиная с вершины выдвижной лестницы или автолестницы. Для большей устойчивости используют штурмовые лестницы с двумя крюками. При этом каждой штурмовой лестницы на "цепочке" выставляют пожарного, который
удерживает лестницу и оказывает помощь спасаемым в передвижении и переходе с лестницы на лестницу. Спасаемых обязательно страхуют веревками.
При отыскании людей тщательно проверяют все помещения, особенно на горящих и вышерасположенных этажах, и заблокированные кабины лифтов. Чтобы избежать повторного осмотра помещений, на их входных дверях делают пометки.
Одновременно с проведением эвакуационно-спасательных работ РТП принимает меры по предотвращению распространения огня и дыма на пути эвакуации, а также по удалению дыма и снижению температуры в лестничных клетках и шахтах лифтов, по которым производятся спасательные работы. Для этих целей в первую очередь, используют противопожарный водопровод и стационарные системы тушения пожаров, а также систем дымоудаления. При удалении дыма клапаны дымоудаления должны быть открыты только на горящем этаже, т.к. одновременное открытие клапанов на других этажах приводит к задымлению вышерасположенных этажей. В ряде зданий из лестничных клеток дым удаляют через дымовые люки, устроенные в их покрытии.
При отсутствии в здании систем противодымной защиты или отказе их работы РТП должен принять меры по удалению дыма и ограничению распространения огня на пути эвакуации с помощью передвижных средств:
пожарные автомобили дымоудаления, прицепные и переносные дымососы, а также путем вскрытия окон и дверей.
При помощи автомобилей дымоудаления или дымососов дым удаляют нагнетанием воздуха в лестничную клетку, лифтовые шахты и лифтовые холлы через вестибюль здания. Одновременно осуществляют выпуск дыма в верхней части лестнично-лифтового узла через дымовые люки и оконные проемы. Варианты подачи воздуха в вестибюли зданий повышенной этажности автомобилем дымоудаления приведены на (рис. 1.2).
По прибытии на пожар работники службы пожаротушения или руководства гарнизона противопожарной службы сразу создают оперативный штаб пожаротушения, организуют связь с боевыми участками и отдельными разведывательно-спасательными группами. Боевые участки можно создавать со стороны каждой лестничной клетки. БУ одновременно обеспечивают тушение пожара и спасание пострадавших. Для организации и проведения спасательных работ по периметру здания, особенно по пожарным лестницам, с разных сторон создают боевые участки и придают им необходимое количество спасательных средств. В отдельных случаях при развившихся пожарах в зданиях с коридорной планировкой боевые участки создают в нескольких этажах со стороны одной лестничной клетки, а для координации их работы назначают одного опытного работника – начальника сектора.
Из лиц начальствующего состава, прибывших на пожар, назначают ответственных за проведение спасательных работ, организацию работы
газодымозащитной службы, соблюдение правил техники безопасности, обеспечение бесперебойной работы пожарной техники и др.
Рис. 1.2. Схема удаления дыма и варианты подачи воздуха в комуникационные узлы многоэтажных зданий с помощью автомобиля АДУ.
В процессе тушения пожара РТП должен постоянно поддерживать связь с ЦОУСС, а старший диспетчер ЦОУСС при получении сведений с места пожара должен немедленно сообщить РТП место нахождения людей, которым необходима помощь, их состояние и количество.
Представляют сложность в тушении пожары, происходящие в верхней зоне зданий повышенной этажности. В первую очередь включают насосы- повысители и вводят стволы от внутреннего противопожарного водопровода.
Одновременно производят прокладку магистральных и рабочих линий от пожарных машин, установленных у места пожара.
Для подачи стволов в верхние этажи рукавные линии прокладывают внутри зданий между маршами, а также с наружной стороны зданий.
Наиболее целесообразно рукавные линии собирать из скаток, поднятых на высоту с помощью лифтов или по маршевым лестницам и спускать их вниз или поднимать по авто-лестницам, коленчатым автоподъемникам и по спасательным веревкам. Для подъема рукавов используют спасательные веревки длиной 50-60 м, специальные кронштейны с блоками, которые закрепляют за подоконники в верхних этажах зданий и другие приспособле- ния.
Рис. 1.3. Схемы подачи огнетушащих средств в верхние этажи зданий повышенной этажности.
Подача воды к стволам при тушении пожаров в верхней зоне зданий может осуществляться пожарными насосами по различным схемам, приведенным на (рис. 1.3). На высоту до 15-го этажа включительно при расположении водоисточников на расстоянии 60-80 м от здания воду к стволам можно подавать одним автонасосом. Воду к стволам, расположенным до 20-го этажа включительно, подают перекачкой из насоса в насос, при этом один из насосов устанавливают непосредственно у здания, а второй на водоисточник. Напоры на насосах пожарных автомобилей указа- ны в (табл. 1.1).
Рис 1.4. Подача средств тушения в верхнюю зону зданий повышенной этажности.
Рабочие линии при подаче стволов в верхнюю зону зданий повышенной этажности присоединяют к разветвлениям, которые устанавливают у зданий, а также на горящем этаже или нижерасположенном.
От кранов, установленных у зданий, подают не более двух рабочих линий, а один патрубок всегда оставляют свободным для выпуска воды из рукавных линий при их уборке. При расположении разветвлений в верхних этажах на этой же магистральной линии у здания устанавливают второе разветвление для спуска воды или для этих целей оставляют свободным один напорный патрубок пожарных насосов (рис. 1.4).
Таблица 1.1
Длина магистральной
линии, м
Номер схемы
2 3 4 5
При диаметре рукава, мм
66 77 66 77 66 77 66 77
40 42
119
41 114
47 119
43 114
44 128
42 117
54 128
47 117
80 44 42 54 46 48 44 68 54
119 114 119 114 128 117 128 117
120 46
119 43
114 61
119 49
114 52
128 46
117 82
128 61
117
160 48
119 44
114 68
119 52
114 56
128 48
117 96
128 68
117
200 50
119
45 114
75 119
55 114
60 128
50 117
110 128
75 117
240 52
119 46
114 81
119 58
114 64
128 52
117 124
128 82
117
280 54
119 47
114 89
119 61
114 68
128 54
117 138
128 89
117 Примечания: 1. Над чертой указан требуемый напор на автомобиле, установленном на водоисточник, под чертой – на головном автомобиле.
2. Первое разветвление устанавливается у здания, второе – на этаже.
3. Подачу пены по рукавам d = 66 мм в схемах 4 и 5 следует производить в исключительных случаях, т.к. напор насосов превышает допустимый.
Воду в верхние этажи подают пожарными машинами по сухотрубам с последующей подачей стволов через внутренние пожарные краны.
Для подачи воды на тушение пожаров в зданиях выше 20-го этажа используют промежуточные эластичные емкости объемом 2-3 м3, а в качестве насосов – переносные пожарные мотопомпы.
Все рукавные линии, основные и резервные, проложенные в верхние этажи, надежно закрепляют через каждые 20 м (одна задержка на рукав), а для контроля за их работой в местах крепления выставляют посты с резервными рукавами в скатках.
Для оказания помощи РТП на все здания повышенной этажности разрабатывают карточки, а на гостиницы и административные здания – планы тушения пожаров, в которых указывают: наличие систем дымоудаления и порядок их приведения в действие; наличие и расположение в здании незадымляемых лестничных клеток, межквартирных переходов, специальных лифтов для подъема пожарных, характеристику внутреннего противопожарного водопровода, порядок включения насосов-повысителей, расположение внутренних пожарных кранов и кнопок для включения насосов, диаметр и вид соединительных головок, наличие и места подключения рукавных линий к сухотрубам; возможные места установки автолестниц, коленчатых автоподъемников, порядок эвакуации людей из этажей, превышающих длину лестниц и автоподъемников; расчет количества разведывательно-спасательных групп; наиболее целесообразные схемы боевого развертывания; наличие систем оповещения о пожаре и управления эвакуацией и др.
Необходимо в расписании выезда на пожар в зданиях повышенной этажности по первому сообщению предусматривать выезд пожарных
автолестниц, коленчатых автоподъемников, автомобилей дымоудаления и дымососов большой производительности, автомобилей связи и освещения, ГДЗС, аварийных служб города, а также сообщать о выезде на пожары в диспетчерскую службу ДЭУ, РЭУ.
2. Тактика тушения пожара на объектах с массовым пребыванием людей 2.1 Особенности развития и тушения пожара в зданиях
Задача руководителя тушения пожара состоит в том, чтобы, прежде всего выявить общие параметры развития пожаров в зданиях, а на их основе разработаны наиболее эффективные способы и приемы тушения пожаров в них.
Известно, что общим признаком любого пожара является неорганизованный процесс горения, который невозможен без наличия газообмена – притока свежего воздуха в зону горения с одновременным выходом продуктов горения из этой зоны.
Условия газообмена при пожаре в здании отличны от тех, которые существуют при пожаре на открытом пространстве. На открытом пространстве газообмен зависит только от разности температур продуктов горения и атмосферного воздуха, а при пожаре в здании газообмен зависит также о архитектурно-строительной, технологической характеристик и объемно-планировочного решения здания в целом.
Здания представляют собой архитектурные сооружения, состоящие из одного или нескольких помещений различного назначения. Поэтому, вначале рассмотрим наиболее общие факторы, определяющие пожарную обстановку в помещении зданий.
Пожарная обстановка в любом помещении здания на данный момент времени характеризуется следующими основными среднеобъемными параметрами состояния: плотностью газовой среды в объеме горящего помещения, давлением в горящем помещении, температурой, концентрацией компонентов газовой среды.
Главными факторами, определяющими изменение этих параметров при развитии пожаров в помещениях зданий, являются:
агрегатное состояние, величина пожарной нагрузки и ее распределение в помещении (сосредоточенная или равнораспределенная);
коэффициент условий газообмена при развитии пожара в помещениях Кг.
Под коэффициентом условий газообмена Кг понимается отношение площади отверстий в ограждающих конструкциях помещения Sо к площади пола SП.
П г S К S0
(1)
В зависимости от вышеперечисленных факторов при развитии пожаров в помещениях одного и того же здания величина основных среднеобъемных параметров состояния в каждый момент времени будет различной, о чем свидетельствуют результаты экспериментальных исследований (табл. 1).
Величина в первом опыте равна 0,33, а во втором и пятом – примерно 0,16. Анализируя другие данные, характеризующие объекты испытаний, можно сказать, что условия проведения второго и третьего опытов отличались только высотой помещений, второго и четвертого – величиной пожарной нагрузки, третьего и пятого – площадью пола помещений, а первого и второго – коэффициентом условий газообмена.
Таблица 1
№ опыта
SП,м2 SО, м2
Высота помещения,
м
Пожарная нагрузка,
кг/м2
Средне- объемная
темпера- тура, ˚С
Продолжи- тельность пожара, мин
1 28,9 9,6 6,4 50 800 22,5
2 28,9 4,8 6,4 50 950 42,5
3 26,4 4,1 3,2 50 1025 53,2
4 28,9 4,8 6,4 100 1050 80,0
5 35,0 5,4 3,2 50 1090 52,5
По данным табл. 1. построен график (рис. 1). Из рис. 1 видно, что наиболее высокая температура была в пятом опыте, а наибольшая продолжительность пожара – в четвертом.
На основе анализа графиков (рис. 1) можно сделать вывод:
с увеличением площади проемов в ограждающих конструкциях помещений и их высоты происходит уменьшение температуры и сокращается продолжительность пожара при общем увеличении скорости горения;
с увеличением пожарной нагрузки увеличивается температура и продолжительность пожара;
при одинаковой пожарной нагрузке особенности развития пожаров в помещениях зданий, в основном, зависят от коэффициента условий газообмена и высоты данного помещения.
Рис 1. Зависимость температуры пожара в помещениях от времени.
По величине Кг все помещения можно разделить на две группы: Кг <
0,15 и Кг > 0,15. В каждой из этих групп по две подгруппы помещений по высоте h ≤ 6 м и h > 6 м (табл. 2).
Таблица 2
Группа
помещений Кг Наименование помещений при их высоте, м
h ≤ 6 h > 6
I Мене
е 0,15
Подвалы гражданских зданий, этажи
холодильников,
некоторые материальные склады, подвальные помещения некоторых промышленных зданий и т.п.
Шахты подъемников, силосные отделения элеваторов, помещения блокированных зданий без естественного
освещения, сцена театра при закрытом
портальном проеме, подвалы промышленных зданий
II Более
0,15 Помещения жилых зданий, школ больниц, детских учреждений административно хозяйственных зданий, помещения
Машинные и
технологические залы промышленных
предприятий, зрительные залы театров при
открытом портальном
государственных учреждений, бытовые помещения, помещения некоторых этажей
промышленных
предприятий (например, текстильных фабрик), чердачные помещения промышленных зданий
проеме, лестничные клетки помещения этажей промышленных зданий ангаров, вокзалов, дворцов культуры и т.д.
Развитие пожара в здании в целом выражается в распространении огня и продуктов горения из одного помещения в другое различными путями и выгорании сгораемых материалов.
В зависимости от места возникновения пожара в зданиях можно выделяют три наиболее типичные схемы распространения огня и продуктов горения (рис.2).
Рис 2. Схемы возможного распространения огня и дыма в зданиях.
Первая схема может быть при возникновении пожара в подвалах помещений или в первом этаже здания без подвала.
Вторая схема характерна для случая возникновения пожара в этажах первого.
Третья схема присуща возникновению пожаров в чердачных помещениях, а, при их отсутствии, в верхних этажах здания.
2.2. Прогнозирование и оценка пожарной обстановки в зданиях
Прогнозирование и оценка пожарной обстановки в зданиях выражается в определении основных параметров пожара во времени и пространстве.
Вначале проводится оценка и прогнозирование обстановки в горящем помещении (помещениях), а затем переходят к анализу возможной ее динамики с учетом влияния параметров сосредоточения и введения сил и средств.
Во всех случаях при тушении пожаров в зданиях прогнозируются три параметра развития пожара:
площадь пожара;
температурный режим в объеме горящего помещения (помещений);
воздухообмен при развитии пожара в помещении (помещениях).
При прогнозировании площади пожара в данном помещении основным параметром, определяющим ее величину во времени, является линейная скорость распространения горения υЛ, м/мин, которая является функцией пожарной опасности qП, коэффициента условий газообмена КГ и высоты помещений h:
(2)
В настоящее время пользуются усредненными значениями величин υЛ, полученными на основе математико-статистического анализа описаний реальных пожаров.
При прогнозировании температуры необходимо иметь в виду, что в процессе свободного развития пожара может быть: нарастание температуры, установившийся режим и снижение температуры.
Установившийся режим наступает тогда, когда расход уходящих газов из горящего помещения равен сумме расхода поступающего воздуха и продуктов сгорания. Такое положение наступает при установившемся расположении нейтральной зоны в объеме горящего помещения (помещений) – плоскости, в которой внутреннее избыточное давление равно атмосферному. Ниже нейтральной юны давление меньше атмосферного, а поэтому в эту часть объема помещения будет приток наружного воздуха.
Выше нейтральной зоны давление больше атмосферного. Это приводит к тому, что огонь и нагретые продукты горения будут распространяться, в первую очередь, в ту часть объема горящего помещения, которая располагается выше нейтральной зоны. Следовательно, очень важно при прогнозировании и оценке пожарной обстановки в отдельном помещении или вещании в целом определить месторасположение нейтральной зоны визуально на данный момент времени или аналитически с учетом возможной динамики пожара по формуле:
(3)
где hН – расстояние от геометрического центра приточного (нижнего) отверстия до нейтральной зоны, м; Н – расстояние между геометрическими центрами приточного и вытяжного (верхнего) отверстий, м; SП и SВ – соответственно площади приточных и вытяжных отверстий; ρп и ρв соответственно плотность наружного воздуха и выходящих продуктов горения, кг/м3.
При наличии одного отверстия в ограждающих конструкциях горящего помещения нейтральная зона будет располагаться примерно на 1/3 высоты отверстия (проема).
При прогнозировании развития пожара в здании в целом нужно учитывать, что основными путями распространения огня в гражданских и промышленных зданиях могут быть наружные и внутренние поверхности сгораемых конструкций (стены, перегородки, перекрытия, крыши); проемы и различные отверстия в конструктивных элементах; лестничные клетки, шахты подъемников (лифтов), вентиляционные каналы. Последние два вида путей являются и основными путями распространения дыма при пожаре в здании.
Преобладающее направление распространения огня и дыма при развитии пожара по различным схемам будет зависеть от степени огнестойкости, назначения и этажности зданий, а также от планировки и компоновки помещений в них. Так, в одноэтажных зданиях I степени огнестойкости преобладающим направлением распространения огня будет горизонтальное по поверхности пожарной нагрузки.
При пожарах в многоэтажных зданиях I, II, III степеней огнестойкости преобладающим направлением распространения огня можно также считать горизонтальное и внутри конструкции с воздушными прослойками, особенно при коридорной системе. Однако в этих зданиях огонь может распространяться в выше- и нижерасположенные помещения по отношению к горящему, через различные отверстия в стенах и перекрытиях, по шахтам лестничных клеток и лифтов, по вентиляционным каналам.
В защищенных от возгорания зданиях IV степени огнестойкости огонь, преимущественно, также распространяется в горизонтальном направлении, но в вертикальном направлении опасность распространения огня здесь будет большей, нежели в зданиях I, II, III степеней огнестойкости. При пожарах в зданиях IV степени огнестойкости преобладающим направлением распространения огня может быть вертикальное (вверх). Основными путями распространения дыма при пожарах в зданиях всегда будут вертикальные (вверх).
Увеличению интенсивности горения, распространению огня и дыма, при развитии пожара в здании может способствовать обрушение строительных конструкций.
Потеря несущей способности в условиях пожара может происходить под действием температуры или вследствие уменьшения сечения конструкции за счет ее прогорания.
При рассмотрении оценки фактической степени огнестойкости конструкции при тушении пожара в здании могут приниматься ошибочные решения. В практике имели место случаи, когда силы и средства выводятся с занятых позиций при отсутствии угрозы обрушения конструкций и, наоборот, они своевременно не выводятся при создавшейся угрозе обрушения, что в некоторых случаях приводит к гибели личного состава.
Руководитель тушения пожара, ориентируясь на нормативный предел огнестойкости, иногда (при большом нормативном пределе огнестойкости) не выделяет силы и средства на защиту конструкций, которые фактически оказываются в более жестких условиях, чем предусмотрено нормами, и могут потерять несущую способность.
При определении поведения строительных конструкций в реальных условиях нужно знать характерные признаки, предшествующие обрушению конструкций.
Так, например, обрушению железобетонных конструкций обычно предшествует образование прогиба и трещин. Обрушение деревянных конструкций, защищенных слоем штукатурки, предшествует отслаивание штукатурки и т.д.
На строительные конструкции могут воздействовать различные динамические и статические временные нагрузки (падение вышележащих конструкций, ударная волна, образующаяся при взрыве, скопление личного состава, большое количество воды и т.д.).
Исходя из всех факторов, определяющих процесс развития пожара по различным схемам, можно сделать следующие выводы: наибольшая площадь пожара и зона задымления возможна при развитии пожара в здании по первой и второй схемам, наименьшая – по третьей. При этом общая площадь пожара в здании определяется как сумма площадей во всех горящих помещениях.
Как показывает практика борьбы с пожарами в зданиях после распространения огня в вертикальном направлении (вверх), огонь начинает преимущественно распространяться по помещениям этажей. При этом характер распространения огня в помещениях этажей, как правило, будет односторонним или двусторонним. В некоторых случаях вначале огонь может распространяться во все стороны (по кругу) или в каком-либо углу. Но с течением времени характер распространения огня станет односторонним или двусторонним. При этом ширина фронта распространения огня будет равна ширине помещения, в котором распространяется огонь. Схемы распространения пожара приведены на (рис.3 и 4).
Рис 3 Схема распространения пожара в этаже с коридорной планировкой.
